Krantenkoppen die verkondigden dat COVID-lockdowns de vervuiling drastisch verminderden, verwezen meestal naar stikstofdioxide, NEE ₂ , een reactief gas dat vrijkomt bij het verbranden van brandstof. Er was minder begrip voor de invloed van lockdowns op PM2.5, kleine deeltjes die de longen van een persoon kunnen binnendringen, leiden tot tal van gezondheidsproblemen, waaronder een verhoogd risico op een hartaanval en kanker.

"PM 2.5 is wereldwijd de belangrijkste milieudeterminant van een lang leven. Het is een belangrijke verontreinigende stof die zorgwekkend is voor de gezondheid, " zei Randall Martin, de Raymond R. Tucker Distinguished Professor in het Department of Energy, Milieu- en chemische technologie aan de McKelvey School of Engineering aan de Washington University in St. Louis.

Nieuw onderzoek van Martin's lab, in samenwerking met het Goddard Space Flight Center, California Institute of Technology en Dalhousie University in Nova Scotia, in kaart gebracht PM 2.5-niveaus in heel China, Europa en Noord-Amerika. Met behulp van satellietgegevens, monitoring op de grond en een innovatief computermodelleringssysteem, onderzoekers vonden meestal kleine veranderingen in PM 2.5 - met één uitzondering.

De meeste veranderingen die ze vonden, werden niet veroorzaakt door lockdown, maar door de natuurlijke variabiliteit van de meteorologie. Hun resultaten werden op 23 juni gepubliceerd in het tijdschrift Vooruitgang in de wetenschap.

De meteorologische effecten die we elke dag ervaren, hebben ook invloed op de variabiliteit van PM2.5, zei Martijn.

"De kortere periode, hoe gevoeliger PM 2.5 is voor meteorologie, " hij zei.

Tijdens de pandemie, tussen de beelden van overvolle IC's en lege schappen van supermarkten, er waren enkele fotografische lichtpuntjes:voor en na foto's vergezelden artikelen waarin stond dat de luchtkwaliteit verbeterde omdat mensen thuis bleven.

De beelden waren opvallend - zowel op de grond, waar blauwe luchten over de snelwegen van LA schenen, en vanuit de ruimte - gegevens van NASA-satellieten maakten een duidelijke atmosferische vermindering van stikstofdioxide duidelijk.

"Mensen begonnen zich automatisch af te vragen, 'Wat is de foto voor PM 2.5?'" zei Melanie Hammer, een gastonderzoeker in Martin's lab. Dat lag voor de hand, niet alleen omdat fijnstof vaak uit dezelfde bronnen komt als NO ₂ , maar omdat NEE ₂ kan PM 2.5 vormen.

"NEE ₂ wordt beschouwd als een secundaire bron van PM 2,5, " zei Hammer. Als het wordt uitgezonden, NEE ₂ interageert met andere chemicaliën in de atmosfeer en kan PM 2.5 vormen. In een paar vroege studies werd gekeken naar gegevens die waren verzameld van grondmonitoringsites, die de omringende lucht testen, maar die grondsites zijn zeldzaam en niet in staat om een ​​groter geheel samen te stellen.

Slechts ongeveer een fractie van de wereldbevolking woont in landen met meer dan drie PM 2,5-monitors per miljoen mensen. Het grootste deel van de bevolking leeft in gebieden zonder toezicht.

"We besloten nog eens te kijken, met behulp van een vollediger beeld van satellietbeelden, " zei Hammer. De beelden, geleverd door NASA, bevatten gegevens voor atmosfeerkolommen die de grond overspannen tot aan de rand van de ruimte. Deze data, aangeduid als aerosol optische diepte, gerelateerd aan oppervlakte PM 2.5-concentraties met behulp van het chemisch transportmodel GEOS-Chem, die de samenstelling van de atmosfeer simuleert; de reacties en relaties van de verschillende bestanddelen; en de manier waarop ze door de lucht bewegen.

Onderzoekers richtten zich op drie regio's die uitgebreide grondmonitoringsystemen hebben:Noord-Amerika, Europa en China, en vergeleken maandelijkse schattingen van PM 2,5 van januari tot april in 2018, 2019 en 2020.

Toen ze PM 2.5-niveaus vergeleken over de drie jaar tijdens de maanden die samenvielen met de lockdown-fasen van elke regio, er waren niet veel duidelijke signalen over Noord-Amerika of Europa.

"We ontdekten dat het duidelijkst waarneembare signaal een significante vermindering was boven de Noord-Chinese vlakte, waar de strengste lockdowns waren geconcentreerd, " ze zei.

Om erachter te komen of lockdown verantwoordelijk was voor dat signaal, en verschillende kleinere verspreid over de onderzochte gebieden, het team voerde "gevoeligheidssimulaties" uit met behulp van GEOS-Chem, veranderende parameters om te zien welk scenario het meest overeenkomt met de werkelijkheid.

Ze simuleerden een scenario waarin de emissies constant werden gehouden en de meteorologie als enige verantwoordelijk was voor de jaarlijkse veranderingen in PM 2,5.

"We ontdekten dat dat een groot deel van de verschillen verklaarde die we zagen, "Zei Hammer. Ze voerden ook een simulatie uit waarin ze transportgerelateerde emissies en andere door de mens veroorzaakte bronnen van NO . verminderden ₂ , spiegelen van lockdown, toen er minder mensen aan het rijden waren en er minder bedrijfsterreinen operationeel waren.

"Op zichzelf, dat verklaarde eigenlijk helemaal niet veel, " zei Hammer. Maar door de twee te combineren, 'Toen viel het signaal over de Noord-Chinese vlakte op.'

Hammer vermoedt dat de verandering in PM 2.5-niveaus boven de Noord-Chinese vlakte zo opvallend was vanwege de vervuiling die het in "normale" tijden neigt te zijn. "Je zult waarschijnlijk een grotere reductie zien in een regio met hogere concentraties om mee te beginnen."

Op een manier, dat benadrukt een relevant punt dat in eerste instantie misschien niet intuïtief is:de gemiddelde PM 2,5-niveaus zijn gestaag gedaald in Noord-Amerika en Europa. "Het is gewoon moeilijker om echt lage concentraties te verstoren, ' zei Hamer.

Maar het onderstreept ook de complexe relatie tussen NO ₂ en PM 2.5. Hoewel NEE ₂ interageert met andere atmosferische chemicaliën om PM 2,5 te vormen, de twee hebben geen lineaire relatie; twee keer zoveel NEE ₂ in de atmosfeer leidt niet per se tot twee keer zoveel PM 2,5.

Hamer zei, intuïtief, ze verwachtte wel meer een verlaging van PM 2.5-niveaus. "Het was een beetje een verrassing dat meteorologie zo'n dominante rol speelde.

"Blijkt, het is een behoorlijk complexe relatie en het gedraagt ​​​​zich niet altijd zoals je zou verwachten."